只是比特

你的计算机里面有什么? 它显示静止或运动的图片,播放音乐,你的支票,打过的文字,和全世界交流,等等等等。 但是计算机里面真的有图片吗? 如果你有一台显微镜,并且知道看哪里,你能在计算机里面找到 那些图片吗? 你能看到那些”A”啊,”B”啊,”8”啊,”一”啊到处移动吗?

答案肯定是不能,计算机里面没有图片,字母,数字。只有一种东西在计算机里面,计算机里面有大量的这种东西, 但是只有这种东西。它叫比特(bit)。

当你在空中抛一枚硬币,最终它落到地上时会有两种可能:正面向上或反面向上。

你客厅里面的灯(假设你有一个开关而不是灯光调节器),只能是开着或关掉。

你家正门的锁只能是锁着的或未锁着的。

这些东西有什么共同点? 它们只能处于两种可能状态中的一种,这就是比特的定义。

比特是一种有大小和形状的 实体 (更合适的翻译:physical object),它本身有一些性质: 它在任何给定的时间都可以处于两种可能状态之一,并且可以在两种状态之间来回改变。

一块粘土并不是一个比特。它可以变成一个球,一个方块,一个饼,一个环等等。它有大小又有形状,但是有太多的可能性, 所以它不能称为一个比特。但是你把它弄平,在一面刻”是”,在另一面刻”否”,放到窖里面烧硬了,那你就可以叫它一个比特了。 它在桌子上只能显示”是”或”否”,只有两种状态。

你或许听在之前说过计算机里面的比特,现在你应该知道它们是什么了。计算机里,比特并不像硬币或门锁,它更像是一个电灯。 计算机里的比特只能是有电的或者是没有电的。

像客厅里面的灯一样,比特只能是开或关。在客厅里面,开关连接着墙里面的电线,当你把开关打开,电从开关流过, 经过墙里的电线,最终进入灯泡里面。所以在客厅里面的比特有几米长,包含了开关,电线,和灯泡。但是在计算机里面, 比特非常非常小,实际上需要显微镜来观察。所以计算机里的比特的一头不会有开关,另一头也不会有灯泡。 如果你把灯泡拿走,开关和电线仍然会输送电能,这任然是一个比特,你只不过是不能通过看灯是亮还是灭来判定开关是开还是关。 计算机里有一些东西看起来像开关,如键盘上的一个个按键。也有一些东西像灯泡,如显示器上的一个个像素点。 但大部分的比特都在计算机里而且不能看到。

比特是计算机里最基本的东西。计算机里面包含巨量的比特,它们用各种不同的方式排列连接着,这会在以后详细讲述。 一个比特总是处于开或关两种可能状态之一,当他们被告知这样做时,他们会在开和关之间切换。计算机里的比特不像硬币一样, 需要抛动它来改变状态。比特从不改变形状或位置,不会移动或旋转,不会变大,变小,它们看上去没有任何区别。 一个比特就是占一个位置,如果那里没有电流,它就是关; 如果有电路通过,它就是开。

如果你想要将硬币的的正面朝下,你需要用手翻动它,这需要一些时间。但让计算机里的比特改变状态的是电, 改变比特的状态比位置移动快很多。